某公司精益柔性装配车间建设

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项目背景

某公司致力于导航与控制技术研发与核心系统生产,该企业装配车间关键产品存在混线生产特点,产线各工序间生产节拍不平衡,且分布在不同地点,人工转?#21496;?#31163;2500m,在制品在各个工位之间无法?#34892;?#27969;转,员工等待和搬运浪费?#29616;兀?#21516;时产线信息化程度底,不具备生产信息采集、生产流程控制、过程监控等功能,使用纸质单据记录过程数据,信息容易丢失,产品质量数据难以追溯。

为解决当前的问题,提高产能,项目主要针对产品的装配和测试工艺,通过产线、车间整体布局设计,实现4种产品的智能装配测试工作,打造精益柔性的智能车间,实现技术创新与精益管理同步发展。

项目建设内容

项目以精益布局为基础,通过建设智能物流设备及产线信息管理系统、AGV调?#35748;?#32479;、质量管理系?#36710;?#20869;容,建设成精益化、信息化、自动化三化融合的精益柔性车间,通过信息化的方式,实现生产全过程管控,实现MES系统与智能输送系统紧密配合,实现车间产线流程无纸化、状态可视化、驱动智能化。精益柔性装配车间总体架构见下图所示。

精益柔性装配车间总体架构图

(一)智能物流设备

 

智能物流设备建设内容主要包括智能输送单元、通信系统、充电站和地面导航系?#36710;齲?#22312;精益产线?#22411;?#25104;物料和产品的转运。

 

1、智能输送单元

智能输送单元形式为单向行驶,侧向取货,红外通讯模块、充电板块在车体侧向。自动引导车为?#35759;?#24335;设计,从智能输送单元对接货架的侧向取货,根据系?#36710;?#24230;指令完成物料的搬运。

 

2、通信系统

通信系统由有线的以太网组成。智能输送单元和管理主机通过安装在工作区域的红外通信节点进?#22411;?#20449;。当智能输送单元的经过或停靠在场地内的通信节点?#20445;?#19982;系统进行数据交互。

 

3、充电站

智能输送单元动力电源采用可充电锂电池,系统设计配备自动充电单元。整机采用专门针对自动生产线智能输送单元 小车应用需求开发的控制器,实现逻辑控制、系统保护、参数设定、充电机管理、上位通讯等功能。充电站应用了7寸全彩触摸屏,实现人机交互,方便现场操作。

 

4、地面导航系统

导航系统主要由引导?#30424;酰琑FID标签等标识构成智能输送单元的运行区域,形成智能输送单元运?#26032;?#24452;。

 

(二)产线信息管理系统

 

产线信息管理系统保证整个产线的?#34892;?#36816;行,对产线相关人员的工作进行?#34892;?#25351;导,主要包含计划排产、资源管理、生产管理、质量管理、电子看板等功能模块。

 

1、计划排产

通过人工输入或者中间导入的方式接收ERP中的生产计划,产线信息管理系统综合产品工序流程、生产规则、市场信息等因素将生产计划进行拆分排序,经过排产规则的优化,应用VARCHART XGantt套件将合理?#34892;?#30340;生产计划以甘特图的形式直观的显示出?#30784;?#23454;现将生产执行的管理力?#35748;?#21270;到工序,从而更?#34892;?#21644;精确的对生产过程进行指导和跟踪。

 

2、资源管理

实现对物料、人员、工艺、工位、设备、条码等生产资源的综合管理,并能结合现有资源,对产品的工艺路线进行优化设计。

人员管理包括人员姓名、工号,班组,岗位等信息;物料管理包括物料编码、工序/工位代码、物料编号、数量和单位等信息;设备管理包括设备基础数据管理、设备基准管理、日常维保管理、维修管理、设?#24863;?#33021;分析及备品备件管理等信息。信息系统可以将工序流程中的文件通过操作人员的电?#20113;?#24149;呈现出来,可以为员工操作进行可视化的指导。

 

3、生产管理

在生产计划执行的过程中,产线信息管理系统对生产任务的执行状态及其相关信息进行跟踪和管理。信息系统通过采集生产工位产生的生产信息和测试数据,便于生产相关人员实时掌握生产任务的执行状态,对于不能实现数据自动采集的工位,可通过人工方式触发生产任务执行状态的变更。

生产相关人员可通过系统查询生产任务的执行情况,如:工单状态、产量、完成进度、执行时间、物料信息等。系统可形成生产计划执行情况实时报表,实时地展现各生产订单的执行信息。同?#20445;?#31995;统根据预先定义的生产节?#27169;?#21487;对每个工序、产线推算产品预计下线的时间,进而对当日计划的完成时间进?#24615;?#27979;分析。由于工厂生产环?#36710;?#22797;杂性,为保证?#23548;?#29983;产尽量按照计划进行,产线信息管理系统还可以监测设备的故障及其他异常情况。

 

4、质量管理

产线信息管理系统具备质量管理功能,质量基础数据管理录入所需要的质量检验模板中所有检验条目,建立检验模板。检验项目明细支持建立组类,以便于更加容易的识别。产线信息管理系统还可以采集生产、测试过程中的质量数据,信息系统通过设备接口或人工录入方式,采集质量过程数据并进行存储归档,可以用于质量追溯、查询和分析。信息系统中的质量信息可以被追溯,质检结果录入信息系统?#20445;?#38656;要?#20184;?#23545;应的产品编号,即质检信息与产品条码相关联,产品条码与生产工单相关联,生产工单又与生产订单相关联,因此可以通过各种查询条件进行层层追溯。

 

5、电子看板

电子看板管理作为产线信息管理系?#36710;?#37325;要模块,是信息系统中的数据结果呈现的直接形式,能够提高车间生产过程控制能力,对信息系?#36710;?#24212;用以及整个车间作业流程的优化均具有很大的作用。车间管理人员通过对车间生产进度、物料拉动信息、设备运行实时状态的了解,可以实现?#35789;薄?#39640;效、准确的精细化和可视化管理。看板管理包括如下方面的功能:计划进度看板、物料看板、在制品看板、工位看板、AGV看板、KPI看板、质量看板。

 

(三)AGV调?#35748;?#32479;

 

AGV调?#35748;?#32479;主要包括系统管理、调度控制和AGV驱动控制功能模块。系?#36710;?#24212;用程序实现用户与系?#36710;?#20132;互功能,后台服务器实现对AGV车辆的实时监控与数据的处理功能。具体包括车辆管理、车辆运行信息管理、任务管理、用户及权限管理、运行记录管理、系统日志管理、仿真监控等功能,后台服务程序还可实现根据运行任务派车,分解任务为执行序列,AGV小车运?#26032;?#24452;规划,交通管制,AGV小车驱动管理等功能。

AGV调?#35748;?#32479;功能模块

1、系统管理功能

管理AGV系?#36710;?#29992;户,权限分配,对AGV系?#36710;?#36816;行状况进行监控,记录AGV运行数据和用户的操作。

 

2、调度控制功能

调度控制功能是AGV调?#35748;低车?#26680;心功能,负责将来自产线信息管理系统或者人工输入的任务指令进行分解,根据任务状况和AGV的物理位置、工作状况选取AGV,并将任务及执行任务的运行轨迹下发给AGV。

 

3、AGV驱动控制

AGV驱动控制模块根据接受到来自调度的运行轨迹数据,解析后控制AGV执行相应动作,并且可以实现与其他AGV小车的自动避让,保证AGV安全地执行相应动作。

实施效果
项目实施后,实现产能提高67%。
建设与产线?#23548;?#24773;况相匹配的产线信息管理系统,支持产线生产信息采集、监控与管理,支持产品质量追溯,支持产线物料追踪,并预留与企业资源计划对接的接口;同?#22791;?#25928;管控生产过程,实现生产流程无纸化、可视化,极大提高生产线管理水平。
采用精益柔性的生产线布局,实现在制品的?#34892;?#27969;转,生产线平衡率提高50%,使用智能物流设备代替人工转运物料,人工转?#21496;?#31163;由2500m缩短至120m。